单晶硅炉用碳素材料的硅化腐蚀研究

曹伟伟^1,2，朱波³，赵伟³，王永伟³，乔琨³，张式雷⁴

1. 天津工业大学材料科学与工程学院2. 泰山体育产业集团有限公司3. 山东大学材料科学与工程学院碳纤维工程技术研究中心4. 青岛变压器集团有限公司

摘 要：对单晶硅炉用碳素材料的硅化腐蚀后的表面形貌及元素分布测试,研究不同碳素热场材料的硅化腐蚀性能。结果表明石墨内部延伸至表面的开气孔给熔融硅提供侵蚀扩散的通道,加速石墨硅化破坏。硅化程度受C/C复合材料内部纤维排布方向的影响,沿纤维排布方向液硅扩散速率较快,垂直于纤维排布液硅的扩散速率较小。随硅化时间延长,C/C复合材料力学性能呈下降趋势。石墨材料的力学性能最初有所提高,之后随着时间而下降。

关键词：单晶硅炉;碳素材料;硅化;纤维排布;液硅;